钙钛矿太阳能电池（PSCs）因为具备高光电转换效率（PCE）、低成本及可大规模生产等特点而被广泛关注。从问世至今,PCE从最初的3.8%迅速提高至25.5%,显示出极大的应用潜力。实现高效PSCs的必要条件是要有理想的载流子传输层、良好的载流子传输层/钙钛矿界面接触特性及高质量的钙钛矿活性层。理想的电子传输层应具备传输电子、阻挡载流子复合、有利于钙钛矿晶体生长的作用;高质量的钙钛矿层须具有大尺寸的晶粒、低的缺陷和良好的结晶性;良好的电子传输层/钙钛矿活性层界面接触特性必须有抑制界面复合并提升电荷转移效率的特点。本文以MAPb I3基的PSCs为研究对象,主要研究了电子传输层的光电特性、电子传输层/钙钛矿异质界面的接触特性以及钙钛矿活性层的质量,揭示了上述三个因素对PSCs光伏性能的影响,并阐明了相关的界面电荷行为。主要研究内容和结果如下:1.针对传统介孔二氧化钛（m-TiO2）电子传输层（ETL）的电荷传输能力低的问题,通过在m-TiO2和钙钛矿层中间引入半球形的氧化银@银纳米颗粒的核壳结构（Hemispherical AgOx@Ag Nanoparticles,HOAPs）,利用HOAPs产生的热载流子填充m-TiO2中的缺陷复合中心,提升m-TiO2电荷传输性能及m-TiO2/钙钛矿界面电荷转移效率。该研究有效抑制了光生电荷的界面复合损失,在保证钙钛矿太阳电池稳定性的前提下显著提升了器件的光伏性能（将PCE从17.87%提升至20.33%）,为提高载流子传输层及器件的性能提供新途径。2.针对器件界面光学增益与电学损失之间相互制约的问题,通过磁控溅射法在制绒衬底上制备了非晶氮化钛（amorphous Titanium Nitride,a-TiNx）界面修饰层（Interface Modification Layer,IML）。利用制绒衬底的高光散射能力和a-TiNxIML特有的能级分布及较高的电子迁移率,同步提升钙钛矿的光吸收并构建了有利于光生电荷传输的界面级联能级,有效提高界面电荷转移效率,抑制ETL/钙钛矿界面复合问题,提升器件的光电特性。该研究表明利用制绒衬底与a-TiNxIML相结合的方法能够显著地提高PSCs的光伏性能（最佳器件的PCE为21.64%,开路电压为1.17V）,该研究为开辟PSCs金属氮化物电子传输层提供了技术和理论参考。3.除上述电荷传输层和界面特性外,钙钛矿活性层缺陷也是影响PSCs性能的关键所在,针对铅离子(Pb2+)悬挂键带来的深能级缺陷问题,通过将α-氨基-γ-丁内酯氢溴酸盐（α-Amino-γ-butyrolactone hydrobromide,α-AHBr）添加到钙钛矿前驱体溶液中,利用α-AHBr中的-NH2和-COO-钝化钙钛矿薄膜的缺陷,提升钙钛矿薄膜的结晶,获得均匀、平整、大晶粒的钙钛矿薄膜,促进钙钛矿/电荷传输层界面电荷的转移,抑制界面复合。该研究结果表明使用α-AHBr能够显著地改善器件的光伏性能,将器件的PCE从18.30%提升至20.87%。